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[78反推] 反推怎么拉:原理、操作和测试

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发表于 2020-9-7 05:37:02 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国北京

这是关于B737NG专用发动机(CFM56-7B)的故事。它的反推系统,采用了“平移罩+阻流门”的设计;A320系列的一共4款发动机有3款(V2500、PW1100G和LEAP 1-A)也采用了这个设计,因此本文讨论到的几个话题,对理解这几款发动机也有参考意义。


这些话题是:


1、拉反推时,发动机部件实际上发生了什么运动?

2、在设计上如何确保反推的平稳放出?(CFM56-7B的方案是同步轴)

3、在设计上如何防止非指令放出?(同步轴、作动筒和平移罩的锁定问题)

4、反推装置正常操作的类型?电控液动。

5、在电控或液动不可用时,如何放出反推?地面维护时的超控操作。

6、针对锁定可靠性的不同测试,其实质是什么?


其中第5和第6适合于维修人员。


反推系统是发动机的一个子系统。风扇空气所产生的外涵道推动力,是“前推”,用于加速和维持飞机的前进。而“反推”系统改变这个推力的方向,它将高速、高流量风扇空气的方向,尽可能地改变为向侧面和前方排出。


01 拉反推时的部件运动


CFM56-7B打开“阻流门”来阻隔C涵道的高速风扇空气,并向后打开“平移罩”使空气从格栅中逃逸。这两件事通过机械装置关联起来,同时发生。


反推怎么拉:原理、操作和测试-1.jpg


反推怎么拉:原理、操作和测试-2.jpg


这种过程通常是通过“拉发推”来实现的。说到“拉反推”的“拉”,机组的第一反应是“展开”或“放出”,这个动作的英文是deploy或者extend,反推装置看起来是向后运动的。实际上,你可以调侃这才是“正确的打开方式”。


反推怎么拉:原理、操作和测试-3.jpg


而维护人员对于“拉”反推的反应,也有可能是这样子——


反推怎么拉:原理、操作和测试-4.jpg


这种“拉反推”,来到英文里是open the cowl doors,通常是为了接近发动机核心机区域,而把保护核心机的整个反推装置向两侧掀起来(为此还要先把风扇整流罩也掀起来)。反推装置非常沉重,一般要用液压泵才能打开,相关的关键字是“伤腰”。


很显然,如果机组也用这种方式来拉反推,那么就要为《空中浩劫》提供新素材。实际上,机组的“拉反推”,只是把反推装置的一部分——而非整个反推装置——向后抻开。


是的,此反推非彼反推,此拉非彼拉。


尽管在维修人员的口语里,常常用“反推包皮”来指代整个反推装置,然而机组所抻开的才真正是一张“皮”。机组并不抻开整个反推装置,而仅仅是抻开它的平移罩(translating sleeve)。平移罩有外皮(outer skin)和内皮(inner skin)。


反推怎么拉:原理、操作和测试-5.jpg


我们梳理一下。反推装置(thrust reverser)=平移罩(translating sleeve)+格栅(cascade)+阻流门(blocker door)+其他部件(包括下文要提到的液压作动筒、同步锁、同步轴等)。


反推怎么拉:原理、操作和测试-6.jpg


02 确保反推的平稳放出


了解到机组拉反推只是抻开一张“皮”,维修人员大概要会心一笑:这有何难,又不重,用手就能弄开,也不伤腰……


其实不然,拉反推需要借助于液压系统的“千斤”动力来放大手上的“四两”操纵力;并且因为尺寸的缘故,每一侧的平移罩需要上中下3个液压作动筒。3个作动筒还必须协调一致,假设上部的作动筒卡住了,而下部的作动筒继续任性推开,这张皮就要被抻歪了。


维修手册提到了这样一种情况——


反推怎么拉:原理、操作和测试-7.jpg


如果人工放出时,反推带着一个角度放出,那么有可能说明“同步轴”损坏或者没有安装。是的,这些作动筒应当以相同速度同步伸出,才能确保平移罩被平稳地展开。而这里提到的“同步轴”也是实现同步伸出的关键。


每一侧反推有一根同步轴,藏身于为放出而提供液压动力的“放出液压管”(deploy hydraulic tube)中,它是柔性轴。在同步轴的最下方末端,有1个“同步锁”(sync lock),用于锁定和释放同步轴的运动。


总体而言,同步轴是与作动筒垂直安装的,两者通过蜗杆机构而机械关联起来的。同步轴可以驱动作动筒,而作动筒也可以反过来带动同步轴。


反推怎么拉:原理、操作和测试-8.jpg


对于这张图,需要专门看一眼的是:放出液压管(deploy hydraulic tube,同步轴在管里面)、同步锁(sync lock)、作动筒(locking和non-locking两种类型)。


03 防止非指令放出的设计


反推的放出是讲求时机的。由于FCC和无线电高度表的控制,只有在离地10英尺(3米)以内时,反推才有可能被放出。(尽管系统原理允许,但是在接地以前放出反推就意味着放弃了复飞的机会,因而实际上机组总是在接地之后才放出反推。)


在了解如果通过操作来放出之前,我们先来了解设计上是如何防止非指令放出反推的。一共有4种方式。


首先,在正常运行中,反推装置依赖于两种锁定方式(locking)来确保平移罩的可靠收上:同步锁和锁定作动筒。


同步锁(sync lock),在前边已提到过,其基本功能是对同步轴的运动进行锁定和释放。在不通电的时候,它阻止同步轴的转动,而机械关联则使得3个作动筒也无法伸缩。由于同步轴的作用,1个同步锁也就间接地锁定了3个液压作动筒。


为了在没有液压的时候能进一步防止作动筒的意外放出,最上部的作动筒还另有一个锁定装置,它因此被称为“锁定作动筒”(locking actuator),而中部和下部的作动筒是“非锁定作动筒”(non-locking actuator)。


以上谈到了在反推正常可用的情况下,对反推进行锁定的两个部件:位于底部的同步锁、位于上部的锁定作动筒。每个发动机的左右侧反推各有1个同步锁和1个锁定作动筒。


其次,有两种失效方式(deactivation)也能防止非指令放出:保留放行时的失效,维修时的失效。


在正常放出时,平移罩被作动筒向后移动,而格栅通过它的支撑环被固定在反推的内部结构上;因此格栅没有运动,而是被向后移动的平移罩暴露出来,使空气可以通过格栅逃逸出去。


在反推被失效并保留放行的情况下,维修人员使用专门的锁定销,将平移罩与格栅固定起来。即使有液压动力,作动筒也无法被伸出。反推手柄也需要被固定以防意外操作。这是第三种防止非指令运动的方式:保留失效时的反推锁定。


反推怎么拉:原理、操作和测试-9.jpg


反推怎么拉:原理、操作和测试-10.jpg


而在地面维护期间,如果飞机被提供了液压动力,那么在反推控制活门上将人工隔离活门手柄扳到旁通位,并用销子固定,则可以将通往反推的液压动力旁通掉。这是在反推上开展维护工作之前的标准操作。注意:第一、不可以将这种方式用于保留放行;第二、即使已实施正确的保留维护程序,也不允许额外带着这个销子上天。


反推怎么拉:原理、操作和测试-11.jpg


04 正常操作与超控


正常情况下,反推装置是电控液动的。同步锁接收到电信号的激励,通过解锁同步轴,间接地解锁同一侧的3个作动筒,这是“电控”。而3个作动筒接收来自反推控制活门(位于轮舱龙骨梁两侧)的液压动力,实现伸出或收起,从而使反推装置的平移罩实现展开和收起,这是“液动”。


反推怎么拉:原理、操作和测试-12.jpg


3个作动筒中,最上部的锁定作动筒。在正常情况下,它提供的锁定功能只能阻止较小的液压动力,当液压动力抵达作动筒时,第一件事就是将它解锁,而后才进一步推动它。


因此,在正常操作中,为了能让反推被放出,必须同时解锁两个部件:同步锁、锁定作动筒。这是一个电控液动的过程。


而在地面维修时的操作是“超控”。不借助液压动力,也可以解锁这个锁定作动筒。扳动锁定作动筒上的超控手柄,使上面的标靶与锁临近传感器重合。在下面这张图中,向左扳动手柄,使方块和圆形的传感器头部重合。


反推怎么拉:原理、操作和测试-13.jpg


接下来,假如飞机通电,拉起反推手柄,从而提供电控信号,同步锁也可以被解锁。而后,使用5/8英寸的扳手,转动同步锁上的螺母(人工驱动器,manual drive),从而带动同步轴,使3个作动筒都伸出。


反推怎么拉:原理、操作和测试-14.jpg


如果没有电控信号,则需要使用方头扳手,先将螺母内的解锁销(lock release pin)向内压入,使同步锁被超控解锁,然后再转动扳手来带动同步轴,同样可以使3个作动筒都伸出。


反推怎么拉:原理、操作和测试-15.jpg


正如它们的功能所暗示的,无论是正常操作还是地面超控,都必须先完成同步锁和锁定作动筒这两个部件的解锁,然后才能通过不同的动力来使作动筒放出。正常操作的动力来自增压的液压油,而超控时,我们并不是直接用人手来抻,而是借助扳手和同步轴,把手上的转动力矩变成作动筒的直线运动。


05 针对锁定可靠性的测试


借助于刚刚介绍的知识,我们将可以很容易地理解下面这个测试——锁定作动筒的完好性测试。


在安装新的锁定作动筒之后,要求执行一项“完好性测试”,其目的在于证实作动筒的锁定功能是好的。而在去年(2019年),FAA发布的一项适航指令,则要求在翼的锁定作动筒每隔750FH也要完成一次同样的测试,根本的背景就在于这个锁可能会由于反复撞击磨损而发生失效。


反推怎么拉:原理、操作和测试-16.jpg


这项测试的步骤与前述的人工(超控)放出反推十分相似,主要的区别在于不允许扳动锁定作动筒上面的超控扳手(从而确保锁定作动筒处于锁上位置)。在此前提下,人工地转动同步轴,假如使用一个最大50磅寸的力矩会被卸载(听到卡拉声或者撞击声),且平移罩没有被放出;或者虽然达到50磅寸,力矩没有被卸载但平移罩也没有放出,则说明这个锁定功能是可靠的,作动筒是可用的。


因此,反推锁定作动筒完好性测试,也可以这么来理解。通过人工超控,模拟一个意外情况:在锁定作动筒未获得液压时,同步锁已通电解锁(在空中应断电)、同步轴有可能可以自由运动(产生不大于50磅寸的转动力矩)。证实在这种情况下,锁定功能仍然保证平移罩的锁定作动筒处于收上位,从而平移罩不会被非指令放出。


对于同步锁,解锁的可靠性通过反推的正常操作测试(normal operational test)来确认,如果能正常放出,则说明解锁是成功的。锁定的可靠性,在正常运行中,通过反推失效灯来监控。在平移罩收上以后同步锁应当锁定,但如果此时同步锁依然通电,则头顶板上的FAULT灯亮起,并且在电子舱EAU计算机上能读取到相关的收上代码(L/R SLEEVE SYNC LOCK PWR)。代码提示相应的同步锁不能正常锁定(通过断电完成锁定)。


而在保留放行反推的维护程序中,如果反推可以通过液压系统来放出和收上,则需要专门的测试步骤来验证同步锁可以锁定(拔出同步锁的跳开关后,如果操作反推手柄而平移罩没有移动,则说明锁定正常)。


反推怎么拉:原理、操作和测试-17.jpg


即使反推不能通过液压系统来放出和收上,也需要额外验证同步锁可以通过拔掉跳开关来保持在断电状态(解锁)。


反推怎么拉:原理、操作和测试-18.jpg


反推装置的保留放行,实际上是通过双重锁定来确保平移罩可靠地保持在收上位:通过锁定销将平移罩固定在反推的内部结构上;通过解除同步锁的电源确保同步轴无法运动。因此,无论液压是否可用,如果证实同步锁不能断电(锁定),都要通过拆下插头来确保它被断电,从而同步轴和作动筒可以被锁定。


—— END ——


推荐阅读:

染子沫的机务生活:【737NG反推装置概述】

阮工频道:维护视频 | 737NG反推锁作动筒完整性测试

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发表于 2020-9-7 12:10:04 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
反推收放要把启动店门放在连续位置,并拔手册跳开关,否则EAU会有代码,而且反推不能完全伸出
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 楼主| 发表于 2020-9-7 20:15:28 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
quinn747 发表于 2020-09-07 12:10
反推收放要把启动店门放在连续位置,并拔手册跳开关,否则EAU会有代码,而且反推不能完全伸出

学习了
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发表于 2021-1-6 14:24:10 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
柔性钢索如何同步作动筒伸缩,内部原理是什么。
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 楼主| 发表于 2021-1-8 05:49:40 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
llocke 发表于 2021-01-06 14:24
柔性钢索如何同步作动筒伸缩,内部原理是什么。

好问题需要好答案,我先Mark,想好过来补充
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发表于 2022-1-7 23:00:05 来自手机 | 显示全部楼层 来自: 中国
牛逼了,刚好要写一个反推的故障总结,学习了
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发表于 2022-3-2 18:47:48 | 显示全部楼层 来自: 中国广东
大佬 你是做什么工作 这么硬核
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farddd 发表于 2022-03-02 18:47
大佬 你是做什么工作 这么硬核

修飞机呀
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quinn747 发表于 2020-9-7 12:10
反推收放要把启动店门放在连续位置,并拔手册跳开关,否则EAU会有代码,而且反推不能完全伸出 ...

错误 反推可以完全放出  反推往后拉的第二段是给发动机加油门的 拉到第一段其实就可以将反推完全放出来  你说的启动店门 其实就是为了给eec上电   放反推完全没必要上电 也不会有代码
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